DRA A. Guide de détermination des effets dominos sur l enveloppe des engins de transport

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1 RAPPORT D ÉTUDE 30/03/2015 DRA A Guide de détermination des effets dominos sur l enveloppe des engins de transport

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3 Guide de détermination des effets dominos sur l enveloppe des engins de transport Direction des Risques Accidentels Liste des personnes ayant participé à l étude : Frédéric MERCIER, Brigitte NÉDÉLEC, Emilie RASOOLY, Adrien WILLOT Réf. : INERIS- DRA A Page 1 sur 73

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5 TABLE DES MATIÈRES 1. RESUME METHODE RETENUE - RESISTANCE DES ENGINS DE TRANSPORT A DES AGRESSIONS Contexte Typologie des engins de transport Choix des agressions Agressions Surpression Agressions thermiques Critères de vulnérabilité Forme des résultats : Détermination des abaques et de tableau de fiches techniques Détermination des distances d effets dominos dans le cadre d une infrastructure de transport RESULTATS OBTENUS - REPONSE DES ENGINS DE TRANSPORT Fiche technique - Conteneur maritime Descriptif détaillé Comportement à la surpression Distances aux effets dominos liés à la surpression Comportement aux agressions thermiques Fiche technique - Conteneur citerne maritime Descriptif détaillé Comportement à la surpression Distances aux effets dominos liés à la surpression Comportement aux agressions thermiques Fiche technique- Camion citerne contenant des substances chimiques à pression atmosphérique Descriptif détaillé Comportement à la surpression Distances aux effets dominos liés à la surpression Comportement aux agressions thermiques Fiche technique - Wagon citerne GPL Réf. : INERIS- DRA A Page 3 sur 73

6 3.4.1 Descriptif détaillé Comportement à la surpression Distances aux effets dominos liés à la surpression Comportement aux agressions thermiques Fiche technique - Wagon citerne chimique Descriptif détaillé Comportement à la surpression Distances aux effets dominos liés à la surpression Comportement aux agressions thermiques Fiche technique - Camion bâché type Tautliner Descriptif détaillé Comportement à la surpression Distances aux effets dominos liés à la surpression Comportement aux agressions thermiques Fiche technique - Wagon bâché Descriptif détaillé Comportement à la surpression Distances aux effets dominos liés à la surpression Comportement aux agressions thermiques EXEMPLE D APPLICATION Etude du comportement de l enveloppe d un engin de transport aux effets de surpression Approche directe Approche spécifique Etude du comportement de l enveloppe d un engin de transport aux effets thermiques CONCLUSION REFERENCES Réf. : INERIS- DRA A Page 4 sur 73

7 TABLE DES ILLUSTRATIONS FIGURE 1 ILLUSTRATION DU CHAMP DE L ETUDE CONDUITE PAR L INERIS POUR LA CARACTERISATION DU COMPORTEMENT DE L ENVELOPPE D UN ENGIN DE TRANSPORT SOUMISE AUX EFFETS THERMIQUES ET DE SURPRESSION EN CHAMP LIBRE... 8 FIGURE 2 : ONDE DE CHOC OU DETONATION FIGURE 3 : DEFLAGRATION FIGURE 4 : COURBE DE PRESSION ADMISSIBLE EN FONCTION DU TEMPS D APPLICATION FIGURE 6 : CONTENEUR MARITIME FIGURE 7 : PRESSION DE RUPTURE EN DETONATION FIGURE 8 : PRESSION DE RUPTURE EN DEFLAGRATION FIGURE 10 : PRESSIONS DE RUPTURE D'UN CONTENEUR CITERNE FIGURE 11 : CITERNE A DEUX ESSIEUX FIGURE 12 : CITERNE A TROIS ESSIEUX FIGURE 15 : WAGON CITERNE GAZ LIQUEFIE FIGURE 16 : PRESSIONS DE RUPTURE WAGON CITERNE GPL FIGURE 17 : WAGON CITERNE CHIMIQUE FIGURE 18 : WAGON CHIMIQUE LEGENDES DU TABLEAU FIGURE 19 : PRESSIONS DE RUPTURE WAGON CITERNE CHIMIQUE FIGURE 20 : CAMION BACHE DE TYPE TAUTLINER FIGURE 21 : WAGON BACHE TYPE RILS R FIGURE 22 : SCHEMA DE CONSTRUCTION D UN WAGON BACHE FIGURE 23 : EXEMPLE D APPLICATION Réf. : INERIS- DRA A Page 5 sur 73

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9 1. RESUME Ce document présente une méthode d'étude du comportement de l enveloppe des engins de transport vis-à-vis des agressions accidentelles en vue de les exploiter dans les analyses de risques pour la prise en compte des effets dominos. Les agressions accidentelles considérées sont : des explosions (détonations et déflagrations) ; des effets thermiques transitoires : phénomènes de type boule de feu et feu éclair (ou feu de nuage, flash fire) ; des effets thermiques continus sous forme de rayonnement. La réponse des engins de transport est analysée sous les aspects suivants : pour les explosions en termes de : o Glissement suivi de renversement, o si blocage, o ; pour les phénomènes thermiques en termes de : o Température de propagation d'incendie, o Température de rupture de cuve, o Température admissible dans le fluide pour éviter une dilatation excessive. Des abaques permettent de qualifier la réponse de l enveloppe des engins en fonction des signaux d entrée considérés pour les différentes agressions. Les conséquences induites ne sont néanmoins pas étudiées. Autrement dit, les phénomènes dangereux engendrés par la perte de confinement de l engin de transport ne sont pas modélisés dans la mesure où ceux-ci dépendent de la taille de brèche et de l environnement où se situe l engin. Afin de permettre l applicabilité de ce guide dans le cadre des Étude De Dangers relatives aux infrastructures de transport telles que gare de triage/port maritime ou fluvial/ parking Poids Lourds, des scenarii accidentels enveloppes identifiés dans ce type d installation, selon l arrêté du 18 décembre 2009, ont été appliqués aux différents engins de transport figurant dans ce rapport. Ainsi, une première série de modélisation en champ libre du comportement des engins de transport soumis aux effets en provenance des scenarii types, a permis de déterminer des distances conservatives aux effets dominos afin de prévenir leur occurrence sur des engins de transport. Le tableau et la figure suivants exposent le périmètre de la présente étude réalisée par l INERIS vis-à-vis de la caractérisation du comportement de l enveloppe des engins de transport soumis aux effets dominos de surpression et thermiques. Les résultats du comportement de l enveloppe des engins de transport étudiés aux effets thermiques et de surpression sont présentés sous forme de fiches techniques. Réf. : INERIS- DRA A Page 7 sur 73

10 Dans cette étude, l INERIS contribue essentiellement à la caractérisation du comportement de l enveloppe de l engin de transport cible soumis aux effets thermiques et de surpression. L INERIS ne modélise pas de phénomène dangereux en cas de perte de confinement de l engin de transport. La figure ci-après illustre par un exemple, le champ de l étude réalisée par l INERIS. Champ de l étude Hors champ de l étude Agresseur externe Engin de transport cible Phénomène dangereux BLEVE d un camion-citerne de GPL Etude du comportement de l enveloppe d un wagonciterne de GPL en champ libre soumis aux effets thermiques et de surpression issus d un BLEVE d un camion citerne La perte de confinement occasionnée par la perte de l intégrité de l enveloppe du wagonciterne de GPL soumis aux effets dominos en provenance d un BLEVE d un camion de GPL, peut conduire à un éclatement du wagon-citerne. Le phénomène dangereux en cas de perte de confinement n est pas étudié dans la présente étude. Car la survenance d un phénomène dangereux dépend de la dimension de perte de confinement (petite fuite, fuite moyenne, rupture de l enveloppe) et également des conditions présentes dans l environnement dans lequel survient l événement accidentel. L analyse des risques permettra de retenir ou pas la survenance du phénomène dangereux. Figure 1 Illustration du champ de l étude conduite par l INERIS pour la caractérisation du comportement de l enveloppe d un engin de transport soumise aux effets thermiques et de surpression en champ libre Réf. : INERIS- DRA A Page 8 sur 73

11 Sources des agresseurs retenus Effets étudiés communs aux différentes sources Typologie des engins Analyse du comportement de l enveloppe des engins type cibles Critères de vulnérabilité de l enveloppe Effets issus d installations fixes ou d engins de transport notamment des scénarios types de l arrêté du Thermiques En fonction des phd 2 -Rayonnement 8kW/m 2 continu -Rayonnement transitoire 1800 (kw/m 2 ) 4/3.s -Feu de nuage (taille du nuage) Surpression En fonction des PHD étudiés - Détonation - Déflagration En prenant en compte le temps d application de 20ms à 1s Effets appliqués sur des engins de transport types représentatifs des modes de transport : routier, ferroviaire et portuaires -Conteneur maritime ; -Conteneur-citerne maritime ; -Camion-citerne ; -Camion bâché - type Tautliner ; -Wagon-citerne chimique ; -Wagon-citerne liquéfiés ; -Wagon bâché gaz /Conteneurs maritimes, wagons et camions bâchés Détermination de la limite à ne pas dépasser pour éviter la propagation d un incendie à l intérieur de l enveloppe qui se traduit : par une élévation de température de 140 C à ne pas dépasser en paroi interne /Conteneurs-citernes, camions-citernes, wagons-citernes Détermination de limites à ne pas dépasser par le contenu et son enveloppe pour ne pas compromettre l intégrité de l enveloppe de la citerne Ne pas dépasser : une élévation de température supérieure à 35 C dans le liquide en interne une élévation de température supérieure à 500 C pour l'enveloppe Détermination du comportement de l enveloppe soumise à une pression maximale de l onde de souffle avec un temps d application de la pression sur l enveloppe vis-à-vis : Avec : Glissement Pression maximale (en Pa) Domaine A Domaine A : Tenue de l engin Domaine B : de l engin Domaine B Temps d application (en ms) Tableau 1 : Etude du comportement de l enveloppe des engins de transport aux effets dominos thermiques et de surpression en champ libre 1 Arrêté du 18/12/2009 relatif aux critères techniques et méthodologiques à prendre en compte pour les études de dangers des ouvrages d infrastructures de transport où stationnent, sont chargés ou déchargés des véhicules ou des engins de transport contenant des matières dangereuses 2 PhD : Phénomène Dangereux Réf. : INERIS- DRA A Page 9 sur 73

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13 2. METHODE RETENUE - RESISTANCE DES ENGINS DE TRANSPORT A DES AGRESSIONS 2.1 CONTEXTE Pour qualifier plus précisément la résistance de l enveloppe des engins de transport aux agressions résultant d'accidents en provenance d installations voisines ou d autres engins de transport, il était intéressant de développer une méthode prenant en compte les éléments de construction réglementaires constituant les engins transportant des marchandises dangereuses. L actuelle approche forfaitaire retenue pour étudier les effets dominos sur les infrastructures, de 200mbar pour les effets de surpression et de 8 kw/m 2 pour les effets thermiques est une approche prudente qui ne prend pas en compte le temps d application des effets thermiques et de surpression. Cette approche n est pas représentative de la tenue de l enveloppe des engins de transport contenant des marchandises dangereuses, conçu selon les exigences réglementaires pour le transport de marchandises dangereuses en fonction de la dangerosité de la matière et du mode de transport. Le type de matériau, l épaisseur de l enveloppe, la tenue à la pression maximale de service exigée pour les contenants, les équipements constitutifs des contenants (vannes, soupape, évents ) contribueront à la tenue de l enveloppe des engins de transport aux agressions externes thermiques et de surpression. 2.2 TYPOLOGIE DES ENGINS DE TRANSPORT Les engins de transport pouvant transporter des marchandises dangereuses sont nombreux et très variés, il est toutefois possible de les regrouper par familles, et, au sein de ces familles, par type. Dans ce qui suit, les engins de transport étudiés sont les suivants : conteneur maritime ; conteneur-citerne maritime ; camion-citerne ; camion bâché (type Tautliner) ; wagon-citerne chimique ; wagon-citerne gaz liquéfiés ; wagon bâché. Les caractéristiques mécaniques et géométriques des différents engins étudiés sont les plus communément rencontrées sur les sites de type gare de triage, port maritime, Un descriptif détaillé des caractéristiques structurelles de chaque engin de transport étudié est présenté dans une fiche technique. Par ailleurs, cette fiche Réf. : INERIS- DRA A Page 11 sur 73

14 technique présente les résultats du comportement de l enveloppe de chaque engin de transport étudié aux effets thermiques et de surpression. Le comportement des engins de transport sera étudié à vide et en charge. On notera qu au regard de la configuration du stationnement temporaire par l empilement des conteneurs maritimes au sein d un port, il s avère nécessaire de prendre en compte dans l analyse des effets des conteneurs «tampons» entre le conteneur source et le conteneur cible. Ces travaux contribuent à la détermination de règles de séparation entre matières dangereuses pour l'organisation du stationnement temporaire sur un terminal portuaire tant pour les effets de surpression que pour les effets thermiques. Cette approche n est pas détaillée dans le présent rapport. Réf. : INERIS- DRA A Page 12 sur 73

15 2.3 CHOIX DES AGRESSIONS AGRESSIONS Deux types d'effets ont été considérés pour les agressions impactant les engins de transport : surpression ; thermique. Les paramètres liés à ces effets sont détaillés ci-après. On notera que les effets de projections ne sont pas pris en compte dans ce guide SURPRESSION Les engins de transport étudiés ont été soumis à deux types d'onde de surpression : le premier type d'onde est une détonation. Ce type d'explosion correspond à un éclatement de réservoir ou à des explosifs solides. Le profil de pression est une onde de choc avec une durée de phase positive t + variable dont la durée est liée à la quantité mise en jeu. Cette onde est modélisée à l'aide de l'équation suivante : p t P max 1 0 si t t t t si t t Eq. 1 le deuxième type d'onde est une déflagration, correspondant à l'explosion d'un nuage gazeux en milieu industriel. Le modèle employé dans l'étude considère la déflagration comme un signal triangulaire isocèle. Cette onde est modélisée à l'aide de l'équation suivante : (2. Pmax / t ). t si t t / 2 p t Eq. 2 ( 2. Pmax / t ). t 2. Pmax si t t / 2 Avec : P max, pic de surpression t, temps d application t, durée de la phase positive Réf. : INERIS- DRA A Page 13 sur 73

16 Ces modèles d'onde ont été retenus pour être en adéquation avec les modèles employés dans le cadre des études de vulnérabilité du bâti vis-à-vis des effets de surpression dans le cadre des Plans de Prévention des Risques Technologiques (INERIS, CETE NC, 2008). L exploitaton des conséquences de surpression sur les structures peut être réalisée en termes de l impulsion positive. L impulsion positive est définie comme l aire sous la courbe de pression de la phase positive, ainsi : Dans le cas de la détonation : I Pmax 2 t Dans le cas de la déflagration : I 2 Pmax t Pression Pression t + t + Figure 2 : Onde de choc ou détonation Figure 3 : Déflagration Les différents engins de transport de cette étude ont été considérés comme des coques minces sur lesquels un flambage (ou flambement) circonférentiel dû au passage de l onde de surpression est possible. D un point vu physique, le flambage est un phénomène d instabilité d une structure qui se produit lorsqu un léger accroissement du chargement entraîne des déformations importantes qui peuvent conduire à la ruine de la structure. Suite à l apparition du flambage, les déformations ne peuvent plus être supposées infiniment petites et négligées. La charge limite où se produit le flambage est appelée charge critique de flambage. L étude de la croissance d un défaut géométrique initial jusqu à une taille critique associée à l apparition de la plasticité a permis le développement d un modèle de prédiction du flambage de réservoirs métalliques. Réf. : INERIS- DRA A Page 14 sur 73

17 Deux types de flambage de l enveloppe de l engin de transport sont observables : Flambage élastique : la déformation de l enveloppe sous l effet de la pression est réversible ; Flambage plastique : la déformation de l enveloppe sous l effet de la pression est irréversible. Le flambage plastique a été retenu dans le présent rapport pour être la limite de la tenue de l enveloppe qui soit représentative de la rupture de l enveloppe des contenants étudiés. Notons que dans le cas du BLEVE, deux niveaux de remplissage sont considérés pour les installations mobiles : un niveau de remplissage de 10 % qui correspond à une maximisation des effets de pression en cas d'éclatement ; un niveau de remplissage de 85 % qui correspond à une maximisation des effets thermiques en cas d'éclatement. Dans le cas des feux de nuage, l encombrement lié à la géométrie de l engin de transport tendrait à augmenter localement les niveaux de surpression. Néanmoins ce phénomène reste très difficile à prendre en compte, et les dommages supplémentaires liés à l encombrement du nuage autour de l engin n ont pas été pris en compte. Autrement dit, on considère que l onde de surpression s applique uniformément sur les parois de l engin de transport. Réf. : INERIS- DRA A Page 15 sur 73

18 Type d explosion Type produits ou installation Masse / Volume inflammable Temps d'application ms < 400 g (5 m 3 ) 0-20 U en champ libre U en milieu encombré BLEVE (onde de choc) Eclatement réservoir (onde de choc) Explosion de solide (onde de choc) Gaz Inflammables Liquides inflammables (Déflagration) Gaz Inflammables Liquides inflammables (Déflagration) Inst. mobile Hydrocarbures Engrais Explosifs (kg ou t éq. TNT) 400 g (5 m 3 ) 5 kg (65 m 3 ) kg (65 m 3 ) 50 kg (650 m 3 ) kg (650 m 3 ) 150 kg (2 000 m 3 ) kg (2 000 m 3 ) 50 t ( m 3 ) >50 t ( m 3 ) >1000 < 5 kg (65 m 3 ) kg (65 m 3 ) 100 kg (1300 m 3 ) kg (1300 m 3 ) 700 kg (9 000 m 3 ) kg (9 000 m 3 ) 2.5 t ( m 3 ) t ( m 3 ) 750 t ( m 3 ) m 3 (remplissage à 10 %) m 3 (remplissage à 85 %) < m 3 à à m 3 20 à 100 > m à 150 < 650 kg 0 à kg à 85 t 20 à t à 285 t 100 à t à t 150 à 500 > t > 500 < 20 kg 0 à gkg à 2,5 t 20 à 100 2,5 t à 8,5 t 100 à 150 8,5 t à 300 t 150 à 500 Tableau 2 : Explosions considérées > 300 t > 500 Le Tableau 2 traduit les types d'explosion considérés auxquels les engins de transport étudiés seront soumis. Il est basé sur l'annexe A2 du cahier applicatif du complément technique de la vulnérabilité du bâti aux effets de surpression (INERIS, CETE NC, 2008). Il figure également en Annexe 2 de la circulaire du 4 mars 2010 relative aux études de dangers remises en application de l article L551-2 du code de l environnement. Réf. : INERIS- DRA A Page 16 sur 73

19 Ce tableau fournit un ordre de grandeur des temps d'application des agressions à envisager compte tenu de types de produits et de volumes caractéristiques de l explosion d engins de transport. Cela permet d avoir une première approximation des temps d application à considérer dans le cadre de l évaluation des effets dominos dans une étude de dangers infrastructure de transport (gare de triage, ports, parking PL, ). L'emploi de la valeur supérieure de la plage de temps d application est sécuritaire. Ces temps d application pourront être affinés pour les Us (explosion de nuage du gaz ou de vapeur inflammables en espace non confiné) AGRESSIONS THERMIQUES INTRODUCTION Concernant les agressions thermiques, les engins de transport étudiés ont été soumis à trois types de phénomènes : 1. Un rayonnement continu. Ce rayonnement résulte d'un phénomène thermique continu de type feu de nappe, incendie, feu torche qui n impacte pas directement la cible. Un phénomène est considéré comme continu si sa durée excède 2 minutes. 2. Un rayonnement transitoire pour un BLEVE (signal de forme triangulaire) ou un Boil Over classique, couche mince ou une pressurisation de bac (signal de type créneau) : o dans le cas du BLEVE, le phénomène accidentel résulte de la rupture de réservoirs remplis de gaz liquéfié inflammable. Une boule de feu se forme alors. Le rayonnement qui lui est associé traduit le développement de cette boule de feu, son élévation et sa disparition ; o dans le second cas (Boil Over, pressurisation de bac), on considère également une valeur de rayonnement thermique émis par une boule de feu. Les modèles classiques présentent ce rayonnement comme persistant pendant toute la durée du phénomène. 3. Un feu de nuage (ou feu éclair) qui caractérise le phénomène d'inflammation d'un nuage gazeux sans effets de surpression. Ses effets se font par contact direct entre le nuage et la structure. Les structures sont généralement peu affectées par un tel phénomène. Ses effets les plus importants sont sur les êtres humains pris dans un tel phénomène pour lesquels les atteintes peuvent se produire par des brûlures externes, mais également par des atteintes internes, au niveau des poumons notamment. A la différence de la surpression, la réponse des différents engins de transport n a pas été étudiée pour l ensemble des signaux : Vis-à-vis des phénomènes thermiques transitoires de type BLEVE, le guide dans sa version actuelle présente le comportement de l enveloppe de chaque engin de transport lorsqu il est soumis à un niveau d intensité égal Réf. : INERIS- DRA A Page 17 sur 73

20 au SELS 1. Le principal enseignement de cette étude est que hormis pour les véhicules bâchés, l ensemble des engins de transport résiste au rayonnement thermique induit par un BLEVE au SELS. Il s agit à présent de caractériser le pic de flux maximal admissible pour chaque engin de transport vis-à-vis de volumes de capacité de transport de référence. En effet, la durée d un signal de BLEVE est uniquement conditionnée par le volume du stockage du terme source. Ce guide ayant pour objectif d être mis en œuvre pour le traitement des Etudes De Dangers infrastructures, des volumes de capacité de transport caractéristiques d engins de transport seront naturellement étudiés en priorité. Cette étape n a pas encore été réalisée mais pourra faire l objet de futurs développements dans le cadre de l élaboration de ce guide évolutif. Les phénomènes thermiques continus sont abordés dans ce guide pour un seuil d intensité fixé à 8 kw/m². Ainsi, pour chaque typologie d engin de transport, une durée maximale d exposition a été calculée pour ce niveau d intensité. Il convient à présent de réaliser cette démarche pour une gamme de densité de flux allant de 2 à 200 kw/m². Pour les phénomènes thermiques transitoires de type feu de nuage, le guide indique pour chacun des engins, la durée limite admissible dans une flamme de température 1500 C. On notera que les cas où le contact entre la flamme et la cible était direct ont été exclus VALEURS SEUILS L arrêté du 29 septembre retient les valeurs suivantes pour les effets sur l'homme : 3 kw/m² ou 600 [(kw/m²) 4/ ³].s, seuil des effets irréversibles délimitant la "zone des dangers significatifs pour la vie humaine" ; 5 kw/m² ou 1000 [(kw/m²) 4/ ³].s, seuil des effets létaux délimitant la "zone des dangers graves pour la vie humaine" mentionnée à l'article L du code de l'environnement ; 8 kw/m² ou 1800 [(kw/m²) 4/ ³].s, seuil des effets létaux significatifs délimitant la "zone des dangers très graves pour la vie humaine" mentionnée à l'article L du code de l'environnement. Pour des expositions qui perdurent (temps supérieur à deux minutes), les seuils d'effets ne dépendent pratiquement plus du temps. On se réfère alors aux seuils des effets thermiques en termes de densité de flux thermique. Lors d un phénomène dangereux thermique transitoire (temps inférieur à deux minutes), le calcul de la dose thermique DT se fait en intégrant la densité de flux thermique à chaque pas de temps, soit : 1 SELS : Seuil des Effets Létaux Significatifs 2 Arrêté du 29 septembre 2005, relatif à l'évaluation et à la prise en compte de la probabilité d'occurrence, de la cinétique, de l'intensité des effets et de la gravité des conséquences des accidents potentiels dans les études de dangers des installations classées soumises à autorisation Réf. : INERIS- DRA A Page 18 sur 73

21 T t DT dt Eq. 3 t Pour le feu de nuage, les valeurs seuils fixées ("GPL", 2006) sont liées à la taille du nuage : 1,1 x la distance à la Limite Inférieure d'inflammabilité (LII), seuil des effets irréversibles délimitant la "zone des dangers significatifs pour la vie humaine" ; Distance à la Limite Inférieure d'inflammabilité (LII), seuil des effets létaux et seuil des effets létaux significatifs ; Dans le cadre du présent document, le comportement des structures sera analysé sur la base des seuils qui viennent d'être exposés. L'impact des seuils appliqués sur les structures se fait en employant des modèles thermiques classiques. Notons que pour le camion citerne et le camion bâché, le risque de propagation d incendie lié à l inflammation du tracteur et des pneus, n a pas été pris en compte dans le cadre de cette étude. Les matériaux utilisés pour les pneus et la cabine présentent en effet un risque d inflammation lorsqu ils sont soumis à un rayonnement thermique. En cas d inflammation, la propagation de l incendie pourrait augmenter considérablement le flux thermique transmis au chargement de la remorque CRITERES DE VULNERABILITE Le tableau ci-dessous indique pour chacun des engins de transport les critères de vulnérabilité considérés vis-à-vis des agressions de type thermique et surpression. Réf. : INERIS- DRA A Page 19 sur 73

22 Type d engin de transport Aux effets de surpression Critère de vulnérabilité Aux effets thermiques o Le glissement suivi du renversement En face interne : Conteneur maritime o Le renversement seul (blocage au sol) Elévation de température supérieure à 140 C o La rupture Conteneur citerne maritime o o Le glissement suivi du renversement Le renversement seul (blocage au sol) o La rupture o o Elévation de température supérieure à 35 C dans le liquide en interne Elévation de température supérieure à 500 C pour l'enveloppe Camion citerne o o Le glissement suivi du renversement Le renversement seul (blocage au sol) o La rupture o o Elévation de température supérieure à 35 C dans le liquide en interne Elévation de température supérieure à 500 C pour l'enveloppe Wagon citerne chimique o Le renversement seul (blocage par les rails) o La rupture o o Elévation de température supérieure à 35 C dans le liquide en interne Elévation de température supérieure à 500 C pour l'enveloppe Wagon citerne de gaz liquéfié o Le renversement seul (blocage par les rails) o La rupture o o Elévation de température supérieure à 35 C dans le liquide en interne Elévation de température supérieure à 500 C pour l'enveloppe Camion bâché de type Tautliner o o Le glissement suivi du renversement Le renversement seul (blocage au sol) En face interne : Elévation de température supérieure à 140 C o La rupture Wagon à bâchage mécanique o Le renversement seul (blocage au sol) o La rupture En face interne : Elévation de température supérieure à 140 C Tableau 3 : Critères de vulnérabilité Réf. : INERIS- DRA A Page 20 sur 73

23 2.3.5 FORME DES RESULTATS : DETERMINATION DES ABAQUES ET DE TABLEAU DE FICHES TECHNIQUES VOCABULAIRE EMPLOYE SURPRESSION Les résultats sont communiqués en termes de pression maximale admissible en fonction des temps d application de référence : 20 ms, 50 ms, 100 ms, 150 ms, 500 ms, 1s. Ainsi les résultats sont fournis sous forme d abaque dont une représentation symbolique est indiquée ci-dessous : Pression maximale (en Pa) Domaine B Domaine A Temps d application (en ms) Figure 4 : Courbe de pression admissible en fonction du temps d application Cette courbe de couleur bleue correspond aux niveaux de pression admissible en fonction du temps d application de la surpression considérée et du type d explosion (onde de choc ou déflagration). Ainsi, l abaque ci-dessus contient deux domaines : Le domaine A correspond à des signaux admissibles pour l engin de transport au regard du mode de défaillance étudié (renversement, glissement ou rupture de l enveloppe). Le domaine B correspondant aux points situés au dessus de la courbe de pression admissible, permet de déterminer l ensemble des signaux de surpression pour lesquels l engin de transport est vulnérable. Réf. : INERIS- DRA A Page 21 sur 73

24 Rappel des unités de pression 1 bar = 10 5 Pa (Pascal) 1 mbar=10 2 Pa Ou 1 Pa= 10-5 bar Dans le cas de la rupture des engins de transport cylindrique (wagon citerne, ), les résultats sont fournis sous la forme d un abaque Pression Impulsion dont les domaines fonctionnent comme indiqués précédemment. Le calcul de l impulsion est réalisé suivant les formules du paragraphe RAYONNEMENT CONTINU Les résultats sont présentés en termes de durée d'exposition à un flux de 8 kw/m² RAYONNEMENT TRANSITOIRE (BLEVE ET BOIL OVER) Les résultats sont présentés en termes de tenue à une dose thermique de 1800 (kw/m²) 4/3.s FEU DE NUAGE Les résultats sont présentés en termes de taille de nuage à partir de laquelle une atteinte de l'engin de transport intervient DETERMINATION DES DISTANCES D EFFETS DOMINOS DANS LE CADRE D UNE INFRASTRUCTURE DE TRANSPORT INTRODUCTION Ce guide a également pour objectif de contribuer à l organisation du stationnement temporaire des différents engins pouvant être présents sur une infrastructure de transport pour éviter les effets dominos entre engins de transport. Ainsi les phénomènes enveloppes à prendre en compte pour chaque type d infrastructure ont été mis en corrélation avec les résultats issus des modèles de réponse mécaniques des engins. Cela a permis à l INERIS de déterminer des distances aux effets dominos entre engins de transport en champ libre. Ce chapitre vise tout d abord à exposer les différents phénomènes types pris en compte pour les infrastructures de transport. Le chapitre suivant expliquera la manière dont les distances aux effets dominos entre engins de transport sont déduites. Réf. : INERIS- DRA A Page 22 sur 73

25 PHENOMENES TYPES SUR UNE INFRASTRUCTURE DE TRANSPORT L arrêté du 18 décembre 2009 «relatif aux critères techniques et méthodologiques à prendre en compte pour les études de dangers des ouvrages d'infrastructures de stationnement, chargement ou déchargement de matières dangereuses», définit dans son annexe 1 les événements types à prendre en compte pour chaque type d infrastructure suivant : Aires routières de stationnement ouvertes à la circulation publique et au stationnement de véhicules de transport de MD ; Gares de triage ou faisceaux relais ; Ouvrages des Ports maritimes, fluviaux et plates-formes multi-modales. L INERIS a réalisé l ensemble des modélisations des phénomènes associés aux événements types de l arrêté du 18 décembre 2009 du 26/02/2010. Il est à noter que les modélisations des événements types ont été réalisées sous l hypothèse d un encombrement moyen pour les effets de surpression de : 4 m de hauteur pour le stationnement de poids lourds ; 4 m de hauteur de trains ; 13 m de hauteur pour l empilement de conteneurs maritimes. Réf. : INERIS- DRA A Page 23 sur 73

26 Ces phénomènes sont regroupés dans le tableau ci-dessous : Phénomène Produit phare Mode de conditionnement Explosion de matière condensée BLEVE BLEVE Explosifs de division 1.1D Explosifs de division 1.3G Hydrocarbures gazeux en mélange liquéfiés nsa (GPL) n ONU 1965 Hydrocarbures gazeux en mélange liquéfiés nsa n ONU 1965 (GPL) Conteneur de 16 tonnes de masse nette de matière explosible Conteneur de 16 tonnes de masse nette de matière explosible Citerne de 20 tonnes Wagon-citerne de 57 tonnes Conditions de libération du potentiel de danger Explosion d explosifs Explosion d explosifs Rejet instantané Rejet instantané Explosion de solide Hydrocarbures gazeux en mélange liquéfiés nsa (GPL) n ONU 1965 Hydrocarbures gazeux en mélange liquéfiés nsa n ONU 1965 (GPL) Engrais au nitrate d'ammonium n ONU 2067 Citerne de 20 tonnes Wagon-citerne de 57 tonnes Conteneur de vrac de 27 T ou en GRV souple de 500 kg Tableau 4 : Phénomènes types sur une infrastructure de transport Brèche d un diamètre de 5 mm Brèche d un diamètre de 20 mm Brèche d un diamètre de 80 mm totale Brèche d un diamètre de 5 mm Brèche d un diamètre de 20 mm totale totale Réf. : INERIS- DRA A Page 24 sur 73

27 DETERMINATION DES DISTANCES AUX EFFETS DOMINOS ENTRE ENGINS A partir des modélisations des phénomènes types de l arrêté du 18 décembre 2009, l INERIS a calculé pour chaque phénomène dangereux les signaux thermiques et de surpression pour toutes les distances. Ces signaux ont ensuite été positionnés dans l abaque traduisant le comportement de l enveloppe de l engin de transport à la sollicitation considérée. Cette démarche a permis d identifier un signal limite et donc une distance minimale à respecter pour laquelle on atteint le mode de défaillance de l engin de transport. Cette méthodologie est également traduite par le schéma ci-dessous. Il s agit par exemple de déterminer la distance aux effets dominos en champ libre à respecter pour que l enveloppe d un wagon citerne ne se rompe pas sous l effet de surpression issu d un BLEVE de camion citerne de GPL. Pour chaque engin de transport, deux tableaux sont présentés dans le présent rapport, le premier prenant uniquement en compte la plastification de l enveloppe, et le second en retenant la valeur maximale sur les 3 modes de défaillance considérés (rupture, renversement et glissement). Réf. : INERIS- DRA A Page 25 sur 73

28 Figure 5 : Schéma représentant la méthodologie mise en œuvre par l INERIS pour le calcul des distances en champ libre aux effets dominos Réf. : INERIS- DRA A Page 26 sur 73

29 Après avoir identifié : les barrières techniques et organisationnelles ; la probabilité de l occurrence des phénomènes dangereux ; la gravité. Ces distances pourront ensuite être exploitées dans le cadre de l étude de dangers : lors de l analyse des risques ; ou pour définir, le cas échéant, une re-disposition des engins de transport. Réf. : INERIS- DRA A Page 27 sur 73

30 3. RESULTATS OBTENUS - REPONSE DES ENGINS DE TRANSPORT Dans ce chapitre sont présentés, par fiche technique propre à chaque engin de transport étudié, les résultats du comportement de l enveloppe aux effets thermiques et de surpression. Chaque fiche technique est constituée comme suit : Descriptif détaillé de l engin étudié Comportement de l enveloppe à la surpression et distances aux effets dominos vis-à-vis des événements types de l arrêté du 18 décembre 2009 Comportement de l enveloppe aux effets thermiques On notera que chaque fiche technique «engin de transport» de ce guide est autoportante et peut donc être lu et utilisé indépendamment des autres. Réf. : INERIS- DRA A Page 28 sur 73

31 3.1 FICHE TECHNIQUE - CONTENEUR MARITIME DESCRIPTIF DETAILLE Le conteneur maritime considéré est similaire à celui de la Figure 6. Ses caractéristiques principales sont résumées dans le Tableau 5. Figure 6 : Conteneur maritime Longueur 20 pieds (6,058 m) Extérieur Largeur 8 pieds (2,438 m) Hauteur 8,5 pieds (2,591 m) Longueur dry acier (5,905 m) Intérieur Largeur 2,33 m Hauteur 2,38 m Epaisseur (mm) Paroi et toit 3 Plancher 6 Masse (t) A vide / A plein 3,5 / 30 Matière Acier St 37-2 Tableau 5 : Caractéristiques conteneur maritime 20 pieds Réf. : INERIS- DRA A Page 29 sur 73

32 3.1.2 COMPORTEMENT A LA SURPRESSION L INERIS a mené des modélisations pour les 3 modes de défaillance (, glissement ou rupture de l enveloppe). Les résultats de ces calculs indiquent que la rupture de la paroi du conteneur serait le premier mode de défaillance constaté pour des niveaux de surpression supérieurs à 15 mbar (1 500 Pa). La modélisation du comportement de la coque est basée sur l hypothèse que les éventuelles marchandises présentes à l intérieur du conteneur sont conditionnées en colis. Ainsi, la valeur de la pression de tenue de la coque n est pas influencée par le contenu. On en déduit que le taux de remplissage considéré n a aucun effet sur les résultats de pression admissible calculés pour le mode de défaillance «rupture de la paroi». En revanche, cette hypothèse n est pas juste lorsqu il s agit de caractériser le comportement d un engin de transport au renversement ou au glissement. En statique, la plastification des parois s'opère à partir de 20 mbar. Les modélisations ont également permis de déterminer les courbes suivantes donnant la pression de rupture en fonction de la durée de la phase positive. Onde de choc Figure 7 : Pression de rupture en détonation Exemple : on observera la déformation élastique des parois du conteneur maritime si une onde de choc d une pression de 1600 Pa est appliquée pendant une durée supérieure à 100ms. Réf. : INERIS- DRA A Page 30 sur 73

33 Déflagration Figure 8 : Pression de rupture en déflagration Exemple : on observera la plastification des parois du conteneur maritime si une déflagration de pic de surpression de 20 mbar (2 000 Pa) est appliquée pendant une durée supérieure à 200 ms. Les modélisations réalisées ont également montré que pour des signaux de surpression équivalents aux seuils limites de plastification de coque exposés sur les courbes ci-dessus, le conteneur était susceptible de glisser sur une distance comprise entre 3 et 5 mètres. Réf. : INERIS- DRA A Page 31 sur 73

34 3.1.3 DISTANCES AUX EFFETS DOMINOS LIES A LA SURPRESSION RUPTURE OU PLASTIFICATION DE L ENVELOPPE Les abaques ci-dessus ont permis de définir l ensemble des signaux de pression pour lesquels il y a rupture ou plastification de l enveloppe du conteneur maritime. Les distances aux effets dominos en champ libre vis-à-vis des événements types de l arrêté du 18 décembre 2009 ont ainsi pu être calculées. Les résultats sont rassemblés dans le tableau ci-dessous : Conteneur maritime vide / plein Explosifs 1.1D Explosifs 1.3G Distances aux effets dominos en m ( de l enveloppe) BLEVE BLEVE GPL 57T 5mm ou 57T 20mm ou 57T 80mm GPL 57T Tableau 6 : Plastification de l enveloppe Conteneur maritime Les distances ont été arrondies à «plus 5 m» pour des distances comprises entre 0 et m et à la dizaine supérieure pour des distances au delà de m. Nitrate Réf. : INERIS- DRA A Page 32 sur 73

35 Renverse ment- Glisseme nt Glisseme nt Renverse ment- Glisseme nt TOUS MODES DE DEFAILLANCE CONFONDUS Les distances aux effets dominos en champ libre ont également été estimées en considérant uniquement le renversement puis le glissement à 5 m comme modes de défaillance Le tableau ci-dessous indique les distances aux effets dominos calculées en considérant l ensemble de ces modes de défaillance. Autrement dit, les distances aux effets dominos associées à chaque mode de défaillance ont été comparées, et la valeur maximale a été ici sélectionnée : Conteneur maritime plein Explosifs 1.1D Distances aux effets dominos en m (Tous modes de défaillance confondus Explosifs 1.3G BLEVE BLEVE GPL 57T 5mm ou 57T 20mm ou 57T 80mm GPL 57T vide Mode de défaillance majorant (plein) Mode de défaillance majorant (vide) Tableau 7 : Distances aux effets dominos Conteneur maritime Les distances ont été arrondies au cinquième supérieur pour des distances comprises entre 0 et 1000 m, à la dizaine supérieure pour des distances au delà de 1000 m. Nitrate Réf. : INERIS- DRA A Page 33 sur 73

36 3.1.4 COMPORTEMENT AUX AGRESSIONS THERMIQUES La réponse du conteneur aux agressions thermiques est synthétisée dans le tableau ci-après. Contenu Phénomène Seuil étudié Effets Flux continu SELS Au bout de 19 minutes Vide BLEVE de porteur 47 m 3 SELS Sans effet Feu éclair SEL / SELS A partir d'une distance à la LII de 160 mètres Tableau 8 : Résultats des durées d exposition limites aux phénomènes thermiques Trois types de sollicitation thermique ont donc été étudiés pour un niveau d intensité correspondant au SELS : Un flux continu de valeur 8 kw/m² : les modélisations réalisées indiquent que pour un tel flux, le critère fondé sur l augmentation de température en paroi interne (cf ), est atteint au bout de 19 minutes. Un BLEVE dont la dose thermique impactant le conteneur est de 1800 (kw/m²) 4/3.s : les calculs réalisés montrent que les effets thermiques induits par BLEVE de ce niveau d intensité ne permet pas d atteindre le critère énoncé au chapitre Un feu de nuage : les modélisations réalisées ont montré que la durée limite d exposition à la flamme était de 2,5 secondes. Compte tenu de la vitesse du front de flamme considérée, cette durée correspondrait à un nuage dont la plus grande dimension depuis la source d inflammation est de 160 m. Il serait à présent nécessaire de déterminer les distances aux effets dominos à mettre en place afin de prévenir d éventuels effets dominos provoqués par des sollicitations thermiques. Cela passe tout d abord par la détermination de la réponse du conteneur maritime à une gamme de signaux thermiques caractéristiques des BLEVEs, des feux éclairs et des sollicitations thermiques continues. Les modélisations réalisées ci-dessus indiquent que le conteneur maritime peut être disposé à 120 mètres du camion porteur 47 m 3 sans risquer d effets dominos en cas de BLEVE de ce dernier (Tableau 9). Type de contenant 1800 (kw/m²) 4/3.s 1000 (kw/m²) 4/3.s 600 (kw/m²) 4/3.s BLEVE Camion-citerne de 20 T Tableau 9 : Distances aux effets thermiques (en mètres) de BLEVE de réservoir mobile de propane ou butane Réf. : INERIS- DRA A Page 34 sur 73

37 3.2 FICHE TECHNIQUE - CONTENEUR CITERNE MARITIME DESCRIPTIF DETAILLE Le conteneur citerne maritime considéré est similaire à celui de la Figure 9. Ses caractéristiques principales sont résumées dans le Tableau 10. Figure 9 : Conteneur citerne maritime Longueur 40 pieds (12,19 m) Diamètre (m) 2,438 m Capacité (m 3 ) 24 m 3 Epaisseur (mm) 5 mm Masse (t) A vide / A plein 3,65 / 36 Matière Acier DIN Type (C<0,03%) Tableau 10 : Caractéristiques conteneur citerne maritime Réf. : INERIS- DRA A Page 35 sur 73

38 3.2.2 COMPORTEMENT A LA SURPRESSION L INERIS a donc mené des modélisations pour les 3 modes de défaillance présentés dans la partie Les résultats affichés ci-dessous portent uniquement sur le comportement du conteneur citerne en considérant la rupture de la coque comme mode de défaillance. La plastification des parois s'opère au-dessus de la pression de service des enceintes. Figure 10 : Pressions de rupture d'un conteneur citerne Exemple : Vis-à-vis d une onde de choc, on commencera à observer la déformation plastique des parois du conteneur citerne pour des pressions appliquées de l ordre de 200 mbar associées à des temps d application de 1 sec. Réf. : INERIS- DRA A Page 36 sur 73

39 3.2.3 DISTANCES AUX EFFETS DOMINOS LIES A LA SURPRESSION RUPTURE OU PLASTIFICATION DE L ENVELOPPE Les abaques ci-dessus ont permis de définir l ensemble des signaux pour lesquels il y a rupture de l enveloppe du conteneur citerne maritime. Les distances aux effets dominos en champ libre vis-à-vis des événements types ont ainsi pu être calculées. Les résultats sont rassemblés dans le tableau ci-dessous : Conteneur citerne maritime vide / plein Explosifs 1.1D Explosifs 1.3G Distances aux effets dominos en m ( de l enveloppe) BLEVE BLEVE GPL 57T 5mm ou 57T 20mm ou 57T 80mm GPL 57T Nitrate Tableau 11 : Plastification de l enveloppe Conteneur citerne maritime Les distances ont été arrondies à «plus 5 m» pour des distances comprises entre 0 et 1000 m. Réf. : INERIS- DRA A Page 37 sur73

40 TOUS MODES DE DEFAILLANCE CONFONDUS Les distances aux effets dominos en champ libre ont également été estimées en considérant uniquement le renversement puis le glissement à 5 m comme modes de défaillance. Le tableau ci-dessous indique les distances aux effets dominos calculées en considérant l ensemble de ces modes de défaillance. Autrement dit, les distances aux effets dominos associées à chaque mode de défaillance ont été comparées, et la valeur maximale a été ici sélectionnée Réf. : INERIS- DRA A Page 38 sur73

41 Glissement Glissement - Glissement Glissement Glissement - Glissement renversementglissement renversementglissement - Glissement - Glissement - Glissement Glissement Glissement - Glissement Distances aux effets dominos en m (Tous modes de défaillance confondus) Explosifs 1.1D Explosifs 1.3G BLEVE BLEVE GPL 57T 5mm ou 57T 20mm ou 57T 80mm GPL 57T Nitrate Conteneur citerne maritime plein vide Mode de défaillance majorant (plein) Mode de défaillance majorant (vide) Tableau 12 : Distances aux effets dominos Conteneur citerne maritime Réf. : INERIS- DRA A Page 39 sur73

42 3.2.4 COMPORTEMENT AUX AGRESSIONS THERMIQUES Le comportement du conteneur citerne maritime type est étudié vis-à-vis des agressions thermiques en évaluant les valeurs nécessaires pour obtenir une élévation de température supérieure à 35 C dans le liquide et une élévation de température supérieure à 500 C pour l enveloppe soumise au flux thermique. La réponse du conteneur-citerne chimique, qu'il contienne des liquides inflammables, toxiques ou corrosifs, aux agressions thermiques est la suivante. Trois types de sollicitation thermique ont donc été étudiés pour un niveau d intensité correspondant au SELS : Un flux continu de valeur 8 kw/m² : les modélisations réalisées indiquent que pour un tel flux, le critère basé sur l augmentation de température du contenu (cf ) est atteint au bout de deux heures environ. Le temps nécessaire à l'atteinte d'une température dangereuse du contenu semble suffisamment important pour permettre aux services de pompiers d'intervenir en vue de limiter, voire annihiler, les effets dominos induits. Bien évidemment, cet aspect est fortement conditionné par le type d'événement à l'origine de la sollicitation thermique. Un BLEVE dont la dose thermique impactant le conteneur est de 1800 (kw/m²) 4/3.s : les calculs réalisés montrent que les effets thermiques induits par BLEVE de ce niveau d intensité ne permet pas d atteindre le critère énoncé au chapitre Un feu de nuage : les modélisations réalisées ont montré que la durée limite d exposition à la flamme était de 14 secondes. Compte tenu de la vitesse du front de flamme considérée, cette durée correspondrait à un nuage dont la plus grande dimension depuis la source d inflammation est de l ordre de 900 m. Il serait à présent nécessaire de déterminer les distances aux effets dominos à mettre en place afin de prévenir d éventuels effets dominos provoqués par des sollicitations thermiques. Cela passe tout d abord par la détermination de la réponse du conteneur citerne maritime à une gamme de signaux thermiques caractéristiques des BLEVEs, des feux éclairs et des sollicitations thermiques continues. Les modélisations réalisées ci-dessus indiquent que le conteneur citerne maritime plein peut être disposé à 10 mètres du camion citerne de GPL de 20 tonnes sans risquer d effets dominos en cas de BLEVE de ce dernier. Réf. : INERIS- DRA A Page 40 sur 73

43 3.3 FICHE TECHNIQUE- CAMION CITERNE CONTENANT DES SUBSTANCES CHIMIQUES A PRESSION ATMOSPHERIQUE DESCRIPTIF DETAILLE Le camion citerne retenu est de type gros porteur, à deux ou trois essieux (Figure 11 et Figure 12). Ses caractéristiques retenues sont celles du Tableau 13. Figure 11 : Citerne à deux essieux Longueur (m) Diamètre (m) Hauteur (m) Figure 12 : Citerne à trois essieux 12,6 m 2,5 m 4 m Capacité (m 3 ) 54,5 m 3 Epaisseur (mm) 9 mm Masse (t) A vide / A plein 16,950/ 40 Matière acier P 460 N G1, acier soudable à grain fin R p MPa / R m 640 MPa Tableau 13 : Caractéristiques camion citerne Réf. : INERIS- DRA A Page 41 sur 73

44 3.3.2 COMPORTEMENT A LA SURPRESSION L INERIS a donc mené des modélisations pour les 3 modes de défaillance présentés. Les résultats affichés ci-dessous portent uniquement sur le comportement du camion citerne en considérant la rupture de la coque comme mode de défaillance. La plastification des parois s'opère au-dessus de la pression de service des enceintes. Figure 13 : Pressions de rupture d'un camion citerne Exemple : Vis-à-vis d une onde de choc, on commencera à observer la déformation plastique des parois du conteneur citerne pour des pressions appliquées de l ordre de 800 mbar associées à un temps d application de 500 ms. Réf. : INERIS- DRA A Page 42 sur 73

45 3.3.3 DISTANCES AUX EFFETS DOMINOS LIES A LA SURPRESSION RUPTURE OU PLASTIFICATION DE L ENVELOPPE Les abaques ci-dessus ont permis de définir l ensemble des signaux pour lesquels il y a rupture de l enveloppe du conteneur maritime. Les distances aux effets dominos en champ libre vis-à-vis des événements types ont ainsi pu être calculées. Les résultats sont rassemblés dans le tableau ci-dessous : Camion citerne vide / plein Explosifs 1.1D Explosifs 1.3G Distances aux effets dominos en m ( de l enveloppe) BLEVE BLEVE GPL 57T 5mm ou 57T 20mm ou 57T 80mm GPL 57T Tableau 14 : Plastification de l enveloppe Camion citerne Les distances ont été arrondies à «plus 5 m» pour des distances comprises entre 0 et 1000 m. Nitrate TOUS MODES DE DEFAILLANCE CONFONDUS Les distances aux effets dominos en champ libre ont également été estimées en considérant uniquement le renversement puis le glissement à 5 m comme modes de défaillance. Le tableau ci-dessous indique les distances aux effets dominos calculées en considérant l ensemble de ces modes de défaillance. Autrement dit, les distances aux effets dominos associées à chaque mode de défaillance ont été comparées, et la valeur maximale a été ici sélectionnée : Réf. : INERIS- DRA A Page 43 sur 73

46 Glissement Glissement Glissement Glissement - Glissement Glissement Glissement Glissement Glissement Glissement renversementglissement - Glissement - Glissement - Glissement - Glissement - Glissement Distances aux effets dominos en m (Tous modes de défaillance confondus) Explosifs 1.1D Explosifs 1.3G BLEVE BLEVE GPL 57T 5mm ou 57T 20mm ou 57T 80mm GPL 57T Nitrate Camion citerne plein vide Mode de défaillance majorant (plein) Mode de défaillance majorant (vide) Tableau 15 : Distances aux effets dominos Camion citerne Réf. : INERIS- DRA A Page 44 sur 73

47 3.3.4 COMPORTEMENT AUX AGRESSIONS THERMIQUES La réponse du camion citerne chimique, qu'il contienne des liquides inflammables, toxiques ou corrosifs, aux agressions thermiques est la suivante. Le comportement du camion-citerne chimique type est étudié vis-à-vis des agressions thermiques en évaluant les valeurs nécessaires pour obtenir une élévation de température supérieure à 35 C dans le liquide et une élévation de température supérieure à 500 C pour l enveloppe soumise au flux thermique. Trois types de sollicitation thermique ont donc été étudiés pour un niveau d intensité correspondant au SELS : Un flux continu de valeur 8 kw/m² : les modélisations réalisées indiquent que pour un tel flux, le critère fondé sur l augmentation de température du contenu (cf ) est atteint pour une durée comprise entre 2,9 et 3,9 heures. Un BLEVE dont la dose thermique impactant le camion-citerne est de 1800 (kw/m²) 4/3.s : les calculs réalisés montrent que les effets thermiques induits par BLEVE de ce niveau d intensité ne permet pas d atteindre le critère énoncé au chapitre Un feu de nuage : les modélisations réalisées ont montré que la durée limite d exposition à la flamme était de 21 secondes. Compte tenu de la vitesse du front de flamme considérée, cette durée correspondrait à un nuage dont la plus grande dimension depuis la source d inflammation serait de l ordre de 1400 m. Il serait à présent nécessaire de déterminer les distances aux effets dominos à mettre en place afin de prévenir d éventuels effets dominos provoqués par des sollicitations thermiques. Cela passe tout d abord par la détermination de la réponse du camion citerne à une gamme de signaux thermiques caractéristiques des BLEVEs, des feux éclairs et des sollicitations thermiques continues. Les modélisations réalisées ci-dessus indiquent que le camion citerne plein peut être disposé à 10 mètres du camion citerne de GPL de 20 tonnes sans risquer d effets dominos en cas de BLEVE de ce dernier. Réf. : INERIS- DRA A Page 45 sur 73

48 3.4 FICHE TECHNIQUE - WAGON CITERNE GPL DESCRIPTIF DETAILLE Le wagon citerne chimique retenu est du type de celui de la Figure 14. Ses caractéristiques retenues sont celles du Tableau 16. Figure 14 : Wagon citerne de gaz liquéfié Figure 15 : Wagon citerne gaz liquéfié Longueur (m) 17,540 m (A86) Diamètre (m) 3,040 m (A85) Hauteur (m) 4,265 m (A54) Capacité (m 3 ) 120,308 m 3 Epaisseur (mm) virole / fond 13,3 / 15,4 Masse (t) A vide / A plein 35,9 / 90 Matière P440 NJ4 NFA (97) Tableau 16 : Caractéristiques d un wagon citerne de gaz liquéfié Réf. : INERIS- DRA A Page 46 sur 73

49 3.4.2 COMPORTEMENT A LA SURPRESSION L INERIS a donc mené des modélisations pour 2 modes de défaillance ( de l engin et rupture de l enveloppe). Les résultats affichés cidessous portent uniquement sur le comportement du wagon citerne GPL en considérant la rupture de la coque comme mode de défaillance. Figure 16 : Pressions de rupture Wagon citerne GPL Exemple : Vis-à-vis d une onde de choc, on commencera à observer le flambement des parois du conteneur citerne pour des pressions appliquées de l ordre de 150 mbar associées à un temps d application de 1 seconde. Réf. : INERIS- DRA A Page 47 sur 73

50 3.4.3 DISTANCES AUX EFFETS DOMINOS LIES A LA SURPRESSION RUPTURE OU PLASTIFICATION DE L ENVELOPPE Les abaques ci-dessus ont permis de définir l ensemble des signaux pour lesquels il y a rupture de l enveloppe du wagon-citerne. Les distances aux effets dominos vis-à-vis des événements types ont ainsi pu être calculées. Les résultats sont rassemblés dans le tableau ci-dessous : Wagon citerne GPL plein / vide Explosifs 1.1D Explosifs 1.3G Distances aux effets dominos en m ( de l enveloppe) BLEVE BLEVE GPL 57T 5mm ou 57T 20mm ou 57T 80mm GPL 57T Tableau 17 : Plastification de l enveloppe Wagon citerne GPL Les distances ont été arrondies à «plus 5 m» pour des distances comprises entre 0 et 1000 m. Nitrate TOUS MODES DE DEFAILLANCE CONFONDUS Les distances aux effets dominos en champ libre ont également été estimées en considérant uniquement le renversement puis le glissement à 5 m comme modes de défaillance. Le tableau ci-dessous indique les distances aux effets dominos calculées en considérant l ensemble de ces modes de défaillance. Autrement dit, les distances aux effets dominos associées à chaque mode de défaillance ont été comparées, et la valeur maximale a été ici sélectionnée : Réf. : INERIS- DRA A Page 48 sur 73

51 Distances aux effets dominos en m (Tous modes de défaillance confondus) Explosifs 1.1D Explosifs 1.3G BLEVE BLEVE GPL 57T 5mm ou 57T 20mm ou 57T 80mm GPL 57T Nitrate Wagon citerne GPL plein vide Mode de défaillance majorant (plein) Mode de défaillance majorant (vide) Tableau 18 : Distances aux effets dominos Wagon citerne GPL Réf. : INERIS- DRA A Page 49 sur 73

52 3.4.4 COMPORTEMENT AUX AGRESSIONS THERMIQUES Le comportement du wagon-citerne GPL type est étudié vis-à-vis des agressions thermiques en évaluant les valeurs nécessaires pour obtenir une élévation de température supérieure à 35 C dans le liquide et une élévation de température supérieure à 500 C pour l enveloppe soumise au flux thermique. La réponse du wagon citerne de gaz liquéfié, qu'il soit de GPL ou chimique, aux agressions thermiques est synthétisée sur le tableau ci-dessous. Nous pouvons noter que le temps d exposition pour obtenir une élévation de température tant du liquide que de l enveloppe aux seuils précités dépend de la matière dangereuse. Contenu Phénomène Seuil étudié Effets Flux continu SELS Au bout de 3 heures Chlore NH3 liquide BLEVE de porteur 47 m 3 SELS Sans effet Feu éclair SEL / SELS A partir d'une distance à la LII de 1400 mètres Flux continu SELS Au bout de 3,5 heures BLEVE de porteur 47 m 3 SELS Sans effet Feu éclair SEL / SELS A partir d'une distance à la LII de 1400 mètres Flux continu SELS Au bout de 2,8 heures Butane BLEVE de porteur 47 m 3 SELS Sans effet Feu éclair SEL / SELS A partir d'une distance à la LII de 1400 mètres Tableau 19 : Résultats des durées d exposition limites aux phénomènes thermiques Trois types de sollicitation thermique ont été étudiés pour un niveau d intensité correspondant au SELS : Un flux continu de valeur 8 kw/m² : les modélisations réalisées indiquent que pour un tel flux, le critère fondé sur l augmentation de température du contenu (cf ) est atteint pour une durée d application comprise entre 2,8 et 3,5 heures. Le temps nécessaire à l'atteinte d'une température dangereuse du contenu semble suffisamment important pour permettre aux services de pompiers d'intervenir en vue de limiter, voire annihiler, les effets dominos induits. Bien évidemment, cet aspect est fortement conditionné par le type d'événement à l'origine de la sollicitation thermique. Un BLEVE dont la dose thermique impactant le conteneur est de 1800 (kw/m²) 4/3.s : les calculs réalisés montrent que les effets thermiques induits par un BLEVE de ce niveau d intensité ne permet pas d atteindre le critère énoncé au chapitre Réf. : INERIS- DRA A Page 50 sur 73

53 Un feu de nuage : les modélisations réalisées ont montré que la durée limite d exposition à la flamme était de 21 secondes. Compte tenu de la vitesse du front de flamme considérée, cette durée correspondrait à un nuage dont la plus grande dimension depuis la source d inflammation serait de 1400 m. Il serait à présent nécessaire de déterminer les distances aux effets dominos à mettre en place afin de prévenir d éventuels effets dominos provoqués par des sollicitations thermiques. Cela passe tout d abord par la détermination de la réponse du wagon citerne à une gamme de signaux thermiques caractéristiques des BLEVEs, des feux éclairs et des sollicitations thermiques continues. Les modélisations réalisées ci-dessus indiquent que le wagon citerne GPL peut être disposé à 10 mètres du camion porteur 47 m3 sans risquer d effets dominos en cas de BLEVE de ce dernier. Réf. : INERIS- DRA A Page 51 sur 73

54 3.5 FICHE TECHNIQUE - WAGON CITERNE CHIMIQUE DESCRIPTIF DETAILLE Le wagon citerne chimique retenu est du type de celui de la Figure 18. Ses caractéristiques retenues sont celles du Tableau 20. Figure 17 : Wagon citerne chimique Figure 18 : Wagon chimique légendes du Tableau 20 Réf. : INERIS- DRA A Page 52 sur 73

55 Longueur (m) 12,8 m (A86) Diamètre (m) 2,7 m (A85) Hauteur (m) 4,295 m (A54) Capacité (m 3 ) 70,567 m Epaisseur (mm) 6,2 mm Masse (t) A vide / A plein 24,3 / 90 Matière X 2 Cr Ni 19-11suivant NF EN Tableau 20 : Caractéristiques wagon citerne chimique Réf. : INERIS- DRA A Page 53 sur 73

56 3.5.2 COMPORTEMENT A LA SURPRESSION L INERIS a donc mené des modélisations pour 2 modes de défaillance ( de l engin et rupture de l enveloppe). Les résultats affichés cidessous portent uniquement sur le comportement du wagon citerne chimique en considérant la rupture de la coque comme mode de défaillance. La plastification des parois s'opère au-dessus de la pression de service des enceintes. Figure 19 : Pressions de rupture Wagon citerne chimique Illustration : Un wagon-citerne chimique soumis a une onde de choc de 140 mbar ( Pa) pendant 100 ms ne verra pas son enveloppe rompre. Vis-à-vis d une onde de choc, on commencera à observer le flambement des parois du conteneur citerne pour des pressions appliquées de l ordre de 120 mbar associées à un temps d application de 1,5 seconde. Réf. : INERIS- DRA A Page 54 sur 73

57 3.5.1 DISTANCES AUX EFFETS DOMINOS LIES A LA SURPRESSION RUPTURE OU PLASTIFICATION DE L ENVELOPPE Les abaques ci-dessus ont permis de définir l ensemble des signaux pour lesquels il y a rupture de l enveloppe du wagon-citerne chimique. Les distances aux effets dominos en champ libre vis-à-vis des événements types ont ainsi pu être calculées. Les résultats sont rassemblés dans le tableau ci-dessous : Wagon citerne chimique vide / plein Explosifs 1.1D Explosifs 1.3G Distances aux effets dominos en m ( de l enveloppe) BLEVE BLEVE GPL 57T 5mm ou 57T 20mm ou 57T 80mm GPL 57T Tableau 21 : Plastification de l enveloppe Wagon citerne chimique Les distances ont été arrondies à «plus 5 m» pour des distances comprises entre 0 et 1000 m. Nitrate TOUS MODES DE DEFAILLANCE CONFONDUS Les distances aux effets dominos en champ libre ont également été estimées en considérant uniquement le renversement puis le glissement à 5 m comme modes de défaillance. Le tableau ci-dessous indique les distances aux effets dominos calculées en considérant l ensemble de ces modes de défaillance. Autrement dit, les distances aux effets dominos associées à chaque mode de défaillance ont été comparées, et la valeur maximale a été ici sélectionnée : Réf. : INERIS- DRA A Page 55 sur 73

58 Distances aux effets dominos en m (Tous modes de défaillance confondus) Explosifs 1.1D Explosifs 1.3G BLEVE BLEVE GPL 57T 5mm ou 57T 20mm ou 57T 80mm GPL 57T Nitrate Wagon citerne chimique plein vide Mode de défaillance majorant (plein) Mode de défaillance majorant (vide) Tableau 22 : Distances aux effets dominos Wagon citerne chimique Réf. : INERIS- DRA A Page 56 sur 73

59 3.5.2 COMPORTEMENT AUX AGRESSIONS THERMIQUES Le comportement du wagon-citerne chimique type est étudié vis-à-vis des agressions thermiques en évaluant les valeurs nécessaires pour obtenir une élévation de température supérieure à 35 C dans le liquide et une élévation de température supérieure à 500 C pour l enveloppe soumise au flux thermique. La réponse du wagon citerne chimique, qu'il contienne des liquides inflammables, toxiques ou corrosifs, aux agressions thermiques est la suivante. Trois types de sollicitation thermique ont été étudiés pour un niveau d intensité correspondant au SELS : Un flux continu de valeur 8 kw/m² : les modélisations réalisées indiquent que pour un tel flux, le critère fondé sur l augmentation de température du contenu (cf ) est atteint pour une durée d application comprise entre 2,8 et 3,5 heures. Le temps nécessaire à l'atteinte d'une température dangereuse du contenu semble suffisamment important pour permettre aux services de pompiers d'intervenir en vue de limiter, voire annihiler, les effets dominos induits. Bien évidemment, cet aspect est fortement conditionné par le type d'événement à l'origine de la sollicitation thermique. Un BLEVE dont la dose thermique impactant le wagon-citerne chimique est de 1800 (kw/m²) 4/3.s : les calculs réalisés montrent que les effets thermiques induits par un BLEVE de ce niveau d intensité ne permet pas d atteindre le critère énoncé au chapitre Un feu de nuage : les modélisations réalisées ont montré que la durée limite d exposition à la flamme était de 21 secondes. Compte tenu de la vitesse du front de flamme considérée, cette durée correspondrait à un nuage dont la plus grande dimension depuis la source d inflammation serait de l ordre de 1400 m. Il serait à présent nécessaire de déterminer les distances aux effets dominos à mettre en place afin de prévenir d éventuels effets dominos provoqués par des sollicitations thermiques. Cela passe tout d abord par la détermination de la réponse du wagon citerne chimique à une gamme de signaux thermiques caractéristiques des BLEVEs, des feux éclairs et des sollicitations thermiques continues. Les modélisations réalisées ci-dessus indiquent que le wagon citerne chimique peut être disposé à 10 mètres du camion porteur 47 m 3 sans risquer d effets dominos en cas de BLEVE de ce dernier. Réf. : INERIS- DRA A Page 57 sur 73

60 3.6 FICHE TECHNIQUE - CAMION BACHE TYPE TAUTLINER DESCRIPTIF DETAILLE Le camion bâché retenu est du type de celui de la Figure 20. Ses caractéristiques sont réunies dans le Tableau 23. Figure 20 : Camion bâché de type Tautliner Longueur (m) Largeur (m) Hauteur chargement (m) Hauteur totale (m) 13,7 m 2,5 m 2,8 m 4 m Capacité (m 3 ) 105 m 3 Epaisseur bâche (toit et parois) / épaisseur plancher bois (mm) 3/35 Masse (t) A vide / A plein 8/33 Matière Toile en polyester enduite de PVC 900gr/m² Tableau 23 : Caractéristiques camion bâché de type Tautliner Réf. : INERIS- DRA A Page 58 sur 73

61 3.6.2 COMPORTEMENT A LA SURPRESSION L INERIS a donc mené des modélisations pour les 3 modes de défaillance présentés dans la partie Les résultats de ces calculs indiquent que la rupture de la paroi du camion serait le premier mode de défaillance constaté pour des niveaux de surpression inférieur à 1 mbar. En effet, la résistance à la déchirure et à la traction des bâches polyester est très faible. Ainsi pour des signaux de surpression dont le pic atteint des valeurs minimes (<1 mbar), la rupture de la bâche PVC sera constatée. Néanmoins, il conviendra de tenir compte des caractéristiques intrinsèques du contenu de la remorque et de son mode de conditionnement pour juger de la vulnérabilité du camion. Ainsi, ce seuil critique de quelques mbar peut être retenu comme seuil de vulnérabilité pour des produits très sensibles à l augmentation de pression (ex : ammonitrates) ou à la friction tels que certains explosifs. Au contraire, pour les produits dangereux peu affectés par ces conditions extrêmes, on pourra éventuellement statuer que le mode de vulnérabilité considéré sera le renversement du camion DISTANCES AUX EFFETS DOMINOS LIES A LA SURPRESSION Compte tenu de la faible résistance de la bâche à la surpression, il serait complexe de définir des distances aux effets dominos en considérant la rupture de l enveloppe comme mode de rupture principal pour le camion bâché. Ainsi, l INERIS a choisi d indiquer les distances aux effets dominos à respecter afin de prévenir le risque de renversement du camion. Néanmoins, il est certain que la rupture de la bâche interviendra pour ces distances. Par conséquent, le tableau ci-dessous présente un intérêt si le comportement du contenu du camion à la surpression est connu. Par exemple, la mise en place de ces distances aux effets dominos pour un camion bâché contenant des fûts d ammoniac permettrait de s assurer que l engin ne se renversera pas. Il reste à caractériser la réponse des fûts à l onde de surpression incidente. De même, ces camions bâchés sont couramment utilisés pour transporter des engrais en vrac. Il serait donc nécessaire de caractériser le risque d effets dominos inhérent à la mise en surpression de ces produits. Réf. : INERIS- DRA A Page 59 sur 73

62 Les distances aux effets dominos vis-à-vis des événements types ont ainsi pu être calculées en considérant le renversement du camion comme unique mode de défaillance. Les résultats sont rassemblés dans le tableau ci-dessous : Explosifs 1.1D Explosifs 1.3G Distances aux effets dominos en m () BLEVE BLEVE GPL 57T 5mm ou 57T 20mm ou 57T 80mm GPL 57T Nitrate Camion bâché plein Camion bâché vide Tableau 24 : Camion bâché Les distances ont été arrondies à «plus 5 m» pour des distances comprises entre 0 et 1000 m. Réf. : INERIS- DRA A Page 60 sur 73

63 3.6.4 COMPORTEMENT AUX AGRESSIONS THERMIQUES La réponse du camion bâché type Tautliner aux agressions thermiques est synthétisée dans le tableau suivant : Contenu Phénomène Seuil étudié Effets Vide Flux continu BLEVE de porteur 47 m 3 Feu éclair SELS SELS SEL / SELS Au bout d une trentaine de secondes Température de dégradation de la bâche atteinte Température de dégradation de la bâche PVC atteinte A partir d'une distance à la LII de 30 mètres Tableau 25 : Résultats des durées d exposition limites aux phénomènes thermiques Trois types de sollicitation thermique ont été étudiés pour un niveau d intensité correspondant au SELS : Un flux continu de valeur 8 kw/m² : les modélisations réalisées indiquent que pour un tel flux, la température de dégradation de la bâche est atteinte pour une durée d application de l ordre d une trentaine de secondes. Un BLEVE dont la dose thermique impactant le camion est de 1800 (kw/m²) 4/3.s : les calculs réalisés montrent que les effets thermiques induits par un BLEVE de ce niveau d intensité engendrent la dégradation de la bâche PVC. Un feu de nuage : les modélisations réalisées ont montré que la bâche en PVC atteignait sa température de dégradation au bout d un temps d exposition au feu de nuage de 0,5 seconde. Compte tenu de la vitesse du front de flamme considérée, cette durée correspondrait à un nuage dont la plus grande dimension depuis la source d inflammation serait de l ordre d une trentaine de mètres. Il serait à présent nécessaire de déterminer les distances aux effets dominos à mettre en place afin de prévenir d éventuels effets dominos provoqués par des sollicitations thermiques. Cela passe tout d abord par la détermination de la réponse du camion bâché à une gamme de signaux thermiques caractéristiques des BLEVEs, des feux éclairs et des sollicitations thermiques continues. Réf. : INERIS- DRA A Page 61 sur 73

64 3.7 FICHE TECHNIQUE - WAGON BACHE DESCRIPTIF DETAILLE Le wagon bâché considéré pour l étude est présenté sur la figure ci-dessous. Ses caractéristiques sont présentées dans le Tableau 26. Figure 21 : Wagon bâché type RILS R20 Figure 22 : Schéma de construction d un wagon bâché Réf. : INERIS- DRA A Page 62 sur 73

65 Longueur (m) Largeur (m) Hauteur chargement (m) Hauteur totale (m) 18,7 m 2,7 m 2,9 m 4,2 m Capacité (m 3 ) 102 m 3 Epaisseur (mm) bâche / socle en chêne Masse (t) Matière 3 / 45 mm A vide / A plein 26 / 54 t Toile en polyester enduite de PVC 900gr/m² Tableau 26 : Caractéristiques d un wagon à bâchage mécanique COMPORTEMENT A LA SURPRESSION L INERIS a donc mené des modélisations pour les 3 modes de défaillance présentés dans la partie Les résultats de ces calculs indiquent que la rupture de la bâche du wagon serait le premier mode de défaillance constaté pour des niveaux de surpression inférieur à 1 mbar. En effet, la résistance à la déchirure et à la traction de ces bâches est très faible. Ainsi pour des signaux de surpression dont le pic atteint des valeurs minimes (<1 mbar), la rupture de la bâche sera constatée. Néanmoins, il conviendra de tenir compte des caractéristiques intrinsèques du contenu du wagon et de son mode de conditionnement pour juger de la vulnérabilité de l engin. Ainsi, ce seuil critique de quelques mbar peut être retenu comme seuil de vulnérabilité pour des produits très sensibles à l augmentation de pression (ex : ammonitrates) ou à la friction tels que certains explosifs. Au contraire, pour les produits dangereux peu affectés par ces conditions extrêmes, on pourra éventuellement statuer que le mode de vulnérabilité considéré sera le renversement du wagon DISTANCES AUX EFFETS DOMINOS LIES A LA SURPRESSION Le cas du wagon bâché est à traiter à part. En effet, compte tenu de la faible résistance de la bâche à la surpression, il serait complexe de définir des distances aux effets dominos en considérant la rupture de l enveloppe comme mode de rupture principal. Ainsi, l INERIS a choisi d indiquer les distances aux effets dominos à respecter afin de prévenir le risque de renversement du wagon. Néanmoins, il est certain que la rupture de la bâche interviendra pour ces distances. Par conséquent, le tableau ci-dessous présente un intérêt si le comportement du contenu du wagon à la surpression est connu. Réf. : INERIS- DRA A Page 63 sur 73

66 Par exemple, la mise en place de ces distances aux effets dominos pour un wagon bâché contenant des fûts d ammoniac permettrait de s assurer que l engin ne se renversera pas. Il reste à caractériser la réponse des fûts à l onde de surpression incidente. De même, ces wagons bâchés sont couramment utilisés pour transporter des engrais en vrac. Il serait donc nécessaire de caractériser le risque d effets dominos inhérent à la mise en surpression de ces produits. Les distances aux effets dominos vis-à-vis des événements types ont ainsi pu être calculées en considérant le renversement du wagon comme unique mode de défaillance. Les résultats sont rassemblés dans le tableau ci-dessous : Wagon bâché plein Wagon bâché vide Explosifs 1.1D Explosifs 1.3G Distances aux effets dominos en m () BLEVE BLEVE GPL 57T 5mm ou 57T 20mm ou 57T 80mm GPL 57T Tableau 27 : Distances aux effets dominos Wagon bâché Nitrate Les distances ont été arrondies à «plus 5 m» pour des distances comprises entre 0 et 1000 m. Réf. : INERIS- DRA A Page 64 sur 73

67 3.7.4 COMPORTEMENT AUX AGRESSIONS THERMIQUES La réponse du wagon bâché aux agressions thermiques est synthétisée dans le tableau suivant : Contenu Phénomène Seuil étudié Effets Vide Flux continu BLEVE de porteur 47 m 3 Feu éclair SELS SELS SEL / SELS Au bout d une trentaine de secondes Température de dégradation de la bâche atteinte Température de dégradation de la bâche PVC atteinte A partir d'une distance à la LII de 30 mètres Tableau 28 : Résultats des durées d exposition limites aux phénomènes thermiques Trois types de sollicitation thermique ont été étudiés pour un niveau d intensité correspondant au SELS : Un flux continu de valeur 8 kw/m² : les modélisations réalisées indiquent que pour un tel flux, la température de dégradation de la bâche est atteinte pour une durée d application de l ordre d une trentaine de secondes. Un BLEVE dont la dose thermique impactant le wagon bâché est de 1800 (kw/m²) 4/3.s : les calculs réalisés montrent que les effets thermiques induits par un BLEVE de ce niveau d intensité engendrent la dégradation de la bâche PVC. Un feu de nuage : les modélisations réalisées ont montré que la bâche en PVC atteignait sa température de dégradation au bout d un temps d exposition au feu de nuage de 0,5 seconde. Compte tenu de la vitesse du front de flamme considérée, cette durée correspondrait à un nuage dont la plus grande dimension depuis la source d inflammation serait de l ordre d une trentaine de mètres. Il serait à présent nécessaire de déterminer les distances aux effets dominos à mettre en place afin de prévenir d éventuels effets dominos provoqués par des sollicitations thermiques. Cela passe tout d abord par la détermination de la réponse du wagon bâché à une gamme de signaux thermiques caractéristiques des BLEVEs, des feux éclairs et des sollicitations thermiques continues. Réf. : INERIS- DRA A Page 65 sur 73

68 4. EXEMPLE D APPLICATION Un wagon citerne chimique est situé à 85 m d un camion-citerne rempli de 20 T de GPL, l événement redouté est le BLEVE du camion citerne (remplissage 10%). On souhaite étudier le comportement aux effets de surpression du wagon citerne chimique face au BLEVE (effets de surpression et effets thermiques) du camion citerne de 20T de GPL. Figure 23 : Exemple d application 4.1 ETUDE DU COMPORTEMENT DE L ENVELOPPE D UN ENGIN DE TRANSPORT AUX EFFETS DE SURPRESSION APPROCHE DIRECTE L engin de transport cible est ici le wagon citerne chimique. La fiche du wagon citerne chimique, du paragraphe 3.5, fournit : Un descriptif détaillé de l engin ; Son comportement à la surpression ; Les distances aux effets dominos liés à la surpression Les agressions thermiques Le scénario source correspond à un BLEVE d un camion citerne de 20T de GPL, ce scénario étant un événement type, la distance aux effets dominos entre ce phénomène et l engin cible est donnée au paragraphe dans le Tableau 22 reporté ci-dessous. Réf. : INERIS- DRA A Page 66 sur 73

69 - - Explosifs 1.1D Explosifs 1.3G BLEVE BLEVE GPL 57T Wagon citerne chimique plein Mode de défaillance majorant (plein) Ainsi, la distance minimale à mettre en place entre le BLEVE d un camion citerne de 20T de GPL et un wagon citerne chimique afin de ne pas avoir effet domino est de 10 m. A une distance de 85 m, il n est donc pas possible d obtenir un effet domino lié à la surpression APPROCHE SPECIFIQUE Dans le cas où le scénario source n était pas un événement type traité dans le guide, il est possible de déterminer le comportement de l enveloppe du wagon citerne chimique en utilisant les diagrammes des sous-chapitres «Comportement à la surpression» des fiches engins. 1 ère étape Détermination du pic de pression max de l'onde de choc Les distances d effets de surpression associées à cet événement, aux seuils réglementés SELS, SEL et SEI, qui figurent dans une étude de danger, sont indiquées dans le tableau ci-dessous : Wagon citerne chimique situé à 85 m => Dans la zone mbar Type de contenant 200 mbar 140 mbar 50 mbar Camion citerne 45m 3 45 m 65 m 130 m Tableau 29 : Distances aux effets de surpression (en mètres) associées au BLEVE du camion citerne (remplissage à 10%) Le wagon-citerne chimique est soumis à une pression comprise entre 50 et 140 mbar. On retiendra donc dans une approche sécuritaire une pression de 140 mbar. Réf. : INERIS- DRA A Page 67 sur 73

70 2 ème étape Détermination du temps d application de l'onde de choc Connaissant la distance entre le terme source et la cible, ainsi que le volume du produit transporté, on peut déduire du présent rapport le temps d application. Le BLEVE en provenance d un conteneur citerne rempli à 10% à un temps d application entre 20 et 40 ms. De manière sécuritaire, on retiendra donc un temps d application de 40 ms. Le wagon-citerne chimique est donc soumis à une onde choc d une pression de 140 mbar pendant 40 ms. Le schéma suivant illustre la seconde étape. Figure 24 : schéma explicatif de la méthodologie à mettre en œuvre pour calculer un signal de surpression forfaitaire appliqué sur une cible 3 ème étape : Détermination du comportement de l enveloppe du wagon-citerne Avec ce signal, nous pouvons ensuite déterminer le comportement de l enveloppe du wagon-citerne chimique en se basant sur les critères de vulnérabilité du paragraphe Réf. : INERIS- DRA A Page 68 sur 73